論文の概要: Chypnosis: Stealthy Secret Extraction using Undervolting-based Static Side-channel Attacks

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2504.11633v3
• Date: Tue, 09 Sep 2025 20:42:14 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-09-11 19:29:01.003177
• Title: Chypnosis: Stealthy Secret Extraction using Undervolting-based Static Side-channel Attacks
• Title（参考訳）: 催眠療法 : 静時側チャネルアタックを用いたステルスシーシークレット抽出
• Authors: Kyle Mitard, Saleh Khalaj Monfared, Fatemeh Khojasteh Dana, Robert Dumitru, Yuval Yarom, Shahin Tajik,
• Abstract要約: 静的なサイドチャネル解析攻撃は、機密情報を抽出するために停止クロックに依存する。 本稿では,標的回路のクロックを間接的に停止させるアンダーボリュート攻撃手法であるEmphChypnosisを提案する。 催眠術はまた、前衛の国家浄化段階を阻害し、その存在下においても秘密情報の回復を可能にする。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 13.755322225156263
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Static side-channel analysis attacks, which rely on a stopped clock to extract sensitive information, pose a growing threat to embedded systems' security. To protect against such attacks, several proposed defenses aim to detect unexpected variations in the clock signal and clear sensitive states. In this work, we present \emph{Chypnosis}, an undervolting attack technique that indirectly stops the target circuit clock, while retaining stored data. Crucially, Chypnosis also blocks the state clearing stage of prior defenses, allowing recovery of secret information even in their presence. However, basic undervolting is not sufficient in the presence of voltage sensors designed to handle fault injection via voltage tampering. To overcome such defenses, we observe that rapidly dropping the supply voltage can disable the response mechanism of voltage sensor systems. We implement Chypnosis on various FPGAs, demonstrating the successful bypass of their sensors, both in the form of soft and hard IPs. To highlight the real-world applicability of Chypnosis, we show that the alert handler of the OpenTitan root-of-trust, responsible for providing hardware responses to threats, can be bypassed. Furthermore, we demonstrate that by combining Chypnosis with static side-channel analysis techniques, namely laser logic state imaging (LLSI) and impedance analysis (IA), we can extract sensitive information from a side-channel protected cryptographic module used in OpenTitan, even in the presence of established clock and voltage sensors. Finally, we propose and implement an improvement to an established FPGA-compatible clock detection countermeasure, and we validate its resilience against Chypnosis.
• Abstract（参考訳）: 静的なサイドチャネル分析攻撃は、機密情報を抽出するために停止クロックに依存するが、組込みシステムのセキュリティに対する脅威が増大する。 このような攻撃から保護するために、いくつかの防御策は、クロック信号と明確な感度状態の予期せぬ変動を検出することを目的としている。 本研究では,記憶したデータを保持しながら,間接的にターゲット回路のクロックを停止させるアンダーボリュート攻撃手法である \emph{Chypnosis} を提案する。 重要なことに、催眠術は前衛の国家浄化段階を阻害し、その存在下においても秘密情報の回復を可能にする。 しかし, 電圧タンパを通した故障注入に対処するために設計された電圧センサの存在下では, 基本的なアンダーボイングは不十分である。 このような防御を克服するため、電圧センサシステムの応答機構を高速に低下させることが可能であることを観察した。 我々は、様々なFPGA上に催眠機能を実装し、ソフトIPとハードIPの両方の形で、センサーのバイパスに成功したことを実証した。 覚醒の現実的な適用性を強調するために、脅威に対するハードウェア応答を提供するOpenTitanのルート・オブ・トラストのアラートハンドラがバイパス可能であることを示す。 さらに,Chypnosisとレーザーロジック状態イメージング(LLSI)とインピーダンス解析(IA)の静的側チャネル解析技術を組み合わせることで,確立したクロックや電圧センサの存在下においても,OpenTitanで使用されるサイドチャネル保護暗号モジュールからセンシティブな情報を抽出できることを実証した。 最後に、FPGA互換のクロック検出対策の改善を提案し、実装し、覚醒に対するレジリエンスを検証する。

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